Rechnen mit komplexen Zahlen.
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Multiplikation und Division stellen sich nun wie folgt dar:
Es ist
r^r'ip, = rr' (cos Cp 4 i sin cp) (cos cp' + i sin cp')
rr [cos Cp COS Cp — sin Cp sin cp' 4 i (sin (p COS Cp' + COS Cp sin cp')]
d. i.
r^Ty, = rr { cos {cp 4 cp') + i sin (cp 4 cp')} = (rr)
<p + V
(13)
ferner
d. i.
- :• (
<p’
r cos qp -f- i sin cp
r COS cp -j- i sin cp'
COS cp cos cp' -f- sin qp sin cp' sin cp COS Cp' — cos qp sin cp
9 7 I • o / 1
If _ I I
COS 2 qp' -)- sin 2 qp' 1 cos 2 qp' -|- sin 2 qp'
{cp cp') 4 i sin {cp -cp')} = ( r )
' (f — cp'
= , cos
(14)
20. Moivresche Binomialformel. Dehnt man die Formel (13)
auf n Faktoren r\jf r^l, . . . r^ n aus, so ergibt sich für ihr Produkt
der Modul r (1 M 2 ) . . . die Amplitude cp x 4 <jp 2 -|- . . . 4 <P n ’, werden
nun die Faktoren sämtlich gleich der Zahl r (p , so geht ihr Produkt
in die n-te Potenz, sein Modul in r n , die Amplitude in ncp über,
so daß
[r (cos cp 4 i siuqp)}” = r n {cos ncp 4 i sin ncp). (15)
Hieraus geht der Ansatz
(cos cp 4 i sin qp)" = cos ncp -f- i sin ncp} (16)
hervor, den man als Moivresche Binomialformel 1 ) bezeichnet. Nach
dem Gange der Herleitung ist bei n an eine natürliche Zahl zu denken.
Daß die Formel auch für ein negatives ganzes n Geltung hat, wenn
man die Permanenz in allen Belangen wahrt, ist so zu erkennen.
Es ist
1 cos 0 —x sin 0
Daher
cosi^ -)— ^ sim/> cosi/j -(- i sinip
(cos cp 4 i sin cp)~ n =
= cos (— cf) + i sin (— cf) .
(COS qp 4 i s i n <jp) n COSWqp 4 * sinwqp
= cos (— ncp) 4 l sin (— n <p) •
21. Radizieren komplexer Zahlen. Um das Wurzelziehen
au komplexen Zahlen zur Ausführung zu bringen, gehe man von dem
Ansätze
yV (cos cp 4 i sin <p) = (cos CO 4 i sin cf)
aus, dessen unmittelbare Folge
I Q (COS 03 4 i sin 03) ) 11 — r (cos cp 4 i sin cp)
1) Dem Inhalte nach 1730 von A. de Moivre begründet, in der heutigen
Form erst 1748 von L. Euler in der Introductio in analysin infinitorum gegeben.